Выяснение структуры фторированных соединений с помощью ЯМР

ВВЕДЕНИЕ

• Фтор все чаще используется во многих новых лекарствах.
  • По состоянию на 2011 год насчитывалось около 200 фторсодержащих препаратов. [ссылка 1]
  • На долю фторорганических соединений приходится 40% новых химических соединений, проходящих испытания фазы III в 2012 и 2013 годах. [ссылка 2]
  • Фтор используется в широком спектре лекарственных средств, включая: анестетики, антациды, успокаивающие средства, антибиотики, антидепрессанты, противогрибковые антибиотики, антигистаминные средства, антилипемические средства, противомалярийные средства, антиметаболиты, средства, подавляющие аппетит, артрит/противовоспалительные средства, психотропные средства. , Стероиды/ противовоспалительные средства. [ссылка 3]
• Фтор теперь появляется в незаконных и нелегальных синтетических наркотиках:
  • К ним относятся: каннабиноиды [ссылка 4] и психоделические фенетиламины [ссылка 5].
• Фторполимеры важны в повседневной жизни, например PTFE (Teflon™)

ВЫЗОВЫ

• Потенциальный диапазон химического сдвига фтора составляет 500 частей на миллион, 188 кГц при 9.4 Тл (¹H 400 МГц) до 282 кГц при 14.1T (¹Н 600 МГц).
• ¹⁹F-¹Константы связи H j до 60 Гц
• ¹⁹F-¹³C j константы связи до 280 Гц
• ¹⁹F дальнодействующие J-взаимодействия усложняют спектры ЯМР, затрудняя интерпретацию.
• Сочетание этих спектральных особенностей делает ¹⁹F трудно возбудить и отделить от других ядер.

РЕШЕНИЯ

• Что необходимо, так это надежная и простая в использовании консоль ROYALPROBE HFX и NMR, которая может хорошо выполнять любые рутинные или сложные эксперименты с HFX!
• Включая все эксперименты HFX, ¹H{¹⁹Ф}, ¹⁹F{¹ЧАС}, ¹³C{¹H,¹⁹F} и X{¹H,¹⁹F}

Как работает технология?

• ROYALPROBE HFX впервые использует магнитную муфту в любом коммерческом ЯМР-зонде в качестве эффективного переключателя «вкл.» или «выкл.» для соответствующей катушки, которая может быть двойной настроена на ¹Рука ¹⁹F или сингл настроены на каждый. Эти усовершенствования связаны с использованием магнитной связи в цепях ЯМР для улучшения характеристик и функций датчиков ЯМР. [ссылка 6 - 8].
• Магнитная настройка позволяет датчику сохранять одни и те же самые высокие характеристики для любого ¹H или ¹⁹F в режиме одиночной мелодии. В режиме двойной настройки переключатель можно настроить так, чтобы легко сбалансировать относительную эффективность ¹⁹Ф и ¹H. Из-за огромного ¹⁹F спектральное окно.
• ЯМР-спектрометр JEOL ECZ
• Обычные ЯМР-спектрометры ECZS могут генерировать одновременные ¹Рука ¹⁹F частоты без дополнительного оборудования.
• Исследовательские ЯМР-спектрометры ECZR с дополнительным 3-м каналом могут собирать ¹Рука ¹⁹F данные по ширине ¹⁹F частотные диапазоны во всех измерениях.
• ДЖОЛ РОЯЛПРОБ HFX
• ROYALPROBE от Spec = ROYALPROBE HFX от Spec
• Отсутствие потерь в характеристиках RF или S/N по сравнению со стандартным ROYALPROBE для ¹H, ¹⁹F, ¹³С или Х
• Включает совместимость с автоматической настройкой, позволяющую легко переключаться между режимами.

Рисунок 1. Иллюстрация технологии магнитной связи как идеального переключения между режимами одиночной и двойной настройки в ROYALPROBE HFX.

Рисунок 2. ¹Отношение сигнала H к шуму и pw90 для ROYALPROBE HFX с частотой 500 МГц при одиночной и двойной настройке, иллюстрирующие ожидаемые изменения характеристик при переключении режимов.

Рисунок 3. ¹⁹Сигнал F к шуму и pw90 для ROYALPROBE HFX 500 МГц в режимах одиночной и двойной настройки.

НЕСТАНДАРТНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ HFX

Рисунок 4. Матрица общих готовых методов 1D и 2D ЯМР, предоставляемых в программном обеспечении.

Рисунок 5. ¹⁹F{¹H} Одномерный спектр фторэфира, иллюстрирующий возможность ¹⁹Полоса частот F.

Рисунок 6. ¹H наблюдайте с {¹⁹Ф}.

Рисунок 7. Деталь ¹⁹F-спектр с { и без {¹ЧАС}.

Рисунок 8. В полностью ¹³Спектр C для примера фторэфира, показывающий все возможные комбинации ¹Рука ¹⁹F развязка. Результаты показаны с одинаковым масштабированием, чтобы подчеркнуть резкое улучшение ¹³C-спектры фторсодержащих молекул по двойному {¹H,¹⁹Ф}.

Рисунок 9. Другой пример удивительного улучшения, полученного {¹H,¹⁹F } для ¹³C наблюдать с фторсодержащей молекулой.

Рисунок 10. Эффекты всех комбинаций ¹Рука ¹⁹F развязка для ³¹П резонанс. На этом рисунке результаты либо для отсутствия развязки, либо для развязки одного ядра имеют вертикальное масштабирование, значительно увеличенное по сравнению с {¹H,¹⁹F } пример.

Рисунок 11. HFHOESY получено для флутиказона пропионата, также известного как Flonase™.

Имея возможность приобретать ¹H/¹³С или ¹⁹F/¹³С, или ¹H ¹⁹2D-данные F/X с развязкой ¹H или ¹⁹F особенно силен. Следующий рисунок 12 иллюстрирует эффекты развязки ¹⁹F в измерениях F1 и F2 в gHMBCAD снова с использованием флутиказона в качестве простого примера молекулы. В целом ¹⁹F может вводить связь во всех измерениях в каждом гетероядерном 2D ЯМР-эксперименте, снижая чувствительность и увеличивая сложность.

Рисунок 12. Пример gHMBCAD, иллюстрирующий упрощающие эффекты развязки F для 2D ¹H/¹³Ответы C применяются либо в F1 (синий), F2 (коричневый), либо в обоих измерениях (зеленый). Диагональные фиолетовые ответы ясно показывают, как ¹⁹Муфта F существует в обоих измерениях.

РЕЗЮМЕ

Мы надеемся, что это руководство по применению представляет собой информативное введение в науку, которое легко сделать с помощью ROYALPROBE HFX и ЯМР-спектрометра серии JEOL ECZ.

Ссылки

• Ван и др., Chem. 2014 г., 114, стр. 2432-2506
• Чжоу и др., Chem. 2016 г., 116, стр. 422-518
• http://www.slweb.org/ftrcfluorinatedpharm.html
• Банистер и др., ACS Chem. Neurosci., 2015, 6 (8), p1445-1458
• Траксель, Д., Тест на наркотики. Анализ, (2012) 4: стр. 577-590
• B. Taber and AP Zens, J. Magn. Резон., 259, 2015, с114-120
• P. Bowyer, J. Finnigan, B. Marsden, B. Taber, and A. Zens, J. Magn. Резон., 2015, с190-1
• V. Lim, B. Marsden, B. Taber, and A. Zens, J. Magn. Резон., 2016.268. XNUMX.